對血液循環概念的質疑

滕 云 王建波 李興波 丁志偉

哈維的“心血運動論”具有很高的歷史地位，包括恩格斯等人在內均把哈維發現血液循環視為現代醫學的開端。今天中國初中的生物課本中就已經向學生講解血液循環的內容。心臟作為一種提供機械力量的“泵”、動脈血管逐漸分支成為毛細血管網并逐漸匯合成為靜脈、毛細血管網內血液與實質組織發生交換作為三個主要特點構成一個“血液在封閉的管道內循環流動”的圖像，這就是現代“血液循環概念”的主要內容，作為一個“科學概念”呈現給大眾。概念是反映認識對象的本質屬性的思維形式，凝聚著人類全部認識成果，也是人類認識的新起點。在概念的內在矛盾中包含著爾后的判斷、推理和理論體系演化的一切萌芽[1]。

從認知角度看，血液循環概念不僅僅是一個客觀事實，也是當前人類去研究人體功能時的一個思維的出發點。初中生物教科書的第一章和第二章就是講解呼吸氣體交換和血液循環；中學生的大腦認知內存在血液循環概念之后，再去學習其他人體結構功能。因此，所有的人體醫學概念都離不開血液循環。正如洛克曾在其《人類理解論》中說：我們的一切知識都是建立在經驗上的, 而且最后是導源于經驗的。因此，任何現代人所觀察到的人體結構，必然先通過內心預設的血液循環概念來反省所感知的人體結構，這個認識過程非常自然，如同潛意識，這樣一來，人們對人體的理解才能夠與血液循環概念底層的哲學認識論不沖突。

在血液循環概念提出之后，緊接著人類就把心臟+血管(動脈和靜脈)管道+毛細血管+血液綜合為一個整體，命名為“心血管系統”，也叫循環系統。之后又相繼提出消化系統、運動系統等概念。系統為最高的人體層次，人體分為九大系統；在系統之下為器官；器官之下為組織；組織之下為細胞；細胞之下為細胞器、囊泡；再之下為分子、原子。在人體層次建構過程中，對器官、組織的認識都是以實體結構為主，功能表現以實質功能為主，而把血管+血液看作是獨立于器官實質之外的，專屬于心血管系統的下級器官、細胞，進而建立了以各個器官實質的生理病理為特點的現代醫學體系。今天我們到醫院去，看到的招牌都是消化內科、神經內科、心血管內科等名字，具有按照器官實質分類的特點。從分科特點也可以看出，現代醫學的一切內容都是建立在血液循環概念基礎之上的。

1977年恩格爾曾經提出對當前的生物醫學模式批判[2]，但并沒有指出血液循環概念與身心二元論和還原論的密不可分的關系，也沒有指出血液循環概念必然會導致生物醫學模式的出現，或許人們已經習慣性地把血液循環作為觀察認識人體的起點而不能自知、反思、質疑，也就不會再思考是否能夠不使用血液循環概念去觀察事物。這種現象正如同波普所說：一切觀察都充滿理論，絕沒有什么純粹的，不偏不倚的脫離理論的觀察[3]。

血液循環概念如同一個變色眼鏡一樣，久戴而不自知。因此，必須首先提出新的、而且完全不使用血液循環概念的人體認識理論，才能有新的人體認識，才能促進新的醫學模式的發展。筆者通過工作經歷發現中醫的穴位和西醫命名的皮穿支在全身分布上具有高度重合性[4]，在進一步對中醫基礎理論研究中，認識到中西醫的差別起源于血液循環概念的提出。借助于最新的現代解剖學認識(血管體概念)以及中醫、數學物理學科的一些知識，本文嘗試提出對血液循環的批判并提出一種新的人體認識理論。

1 早期人類對人體的認識方法

通過醫學史研究可以發現，即使在血液循環發現之前，中西方的古人研究人體也都是從解剖開始的，古人并不是像現代人認為的那樣不重視解剖。既然進行人體解剖，必然會觀察到臟器和血液，中西方古代醫學家描述過人體的大體解剖結構，但都把醫學的重點放在思維的抽象性上，通過對解剖結構的高度抽象的總結來構建人體功能體系，成為一種自洽的醫學基礎理論。

醫學史中記錄了不同時期不同文明的解剖內容。比如中醫《靈樞·經水篇》說：“外可度量切循而得之，其死可解剖而視之。其臟之堅脆，腑之大小，谷之多少，脈之長短，血之清濁，氣之多少……皆有大數。”這段話證明了中醫進行過很多次人體解剖實驗，對尸體和活體都做了詳細的觀察，并提出“大數”這種具有統計意義的概念。例如，醫學史記載古埃及的赫羅菲盧斯先后進行了600多次人的尸體解剖；古羅馬的蓋侖使用與人類的身體構造相近的猿猴進行解剖，他的《論解剖學的步驟》一書的記載和描述非常詳實而準確，也非常接近當代的《解剖學實習指導》的內容[5]。

古人必然會觀察到肉眼可見的心肝脾肺腎等人體內部臟器以及血液、大腦等人體組織，但受限于古代技術條件，古人無法觀察到諸如“血液在一個封閉的管道內循環流動”這種事實，古人不可能沿著解剖-組織-細胞這種越來越精細的觀察之路繼續前進，于是古人把“抽象思考”作為醫學的發展重點。如在中醫里，側重解剖的臟腑概念演變成了按照抽象功能劃分的藏象學說；中醫的“視其外應，以知其內臟”的抽象認識方法，至今依舊在使用，并且在臨床上取得了良好的效果。中國古人的“陰陽五行”學說，和古希臘人提出的“四元素說”、古代印度人提出的“五元素說”等學說一樣，本質上都是對人體進行高度抽象思考后得出整體性理論。

通常，構建完成人體認識理論后，解剖就不是醫學發展的主要問題，因此解剖學就慢慢不被醫者重視，不再進行諸如“如何解剖”之類的思考。這一點在今天也同樣發生，例如，今天的心臟內科醫生基本上不懂四肢運動系統的解剖；現代醫生已經習慣于按照天然的包膜間隙作為分割器官的邊界，很少有醫生想過把不同包膜內組織看作是一種“器官”。還有一種現象就是掌握了抽象思維方法的醫生會認為認識理論的重要性要高于解剖，理論推導得出的結論要正確于肉眼觀察到的事實，比如與哈維同時代的一名生理學家費爾納爾就認為：“對事實的采納必須要以一個先驗的思想為依據，在認識人體生理機能的過程中看到和體驗到的事實只有通過思想的反省才能被接受，只有切合其先驗理論主題的事實才具有價值。”

哈維提出血液循環概念之后很長一段時間不被認可，直到顯微鏡發現了毛細血管網。很多人認為是顯微鏡證實了哈維的預測，筆者認為這個說法過于狹隘。顯微鏡的出現，讓人類的觀察能力進入更細微的世界，極大地增加了人類的知識廣度和深度。正如恩格斯所說：“這種原始的、素樸的，但實質上正確的世界觀是古希臘哲學的世界觀，而且是由赫拉克利特最先明白地表述出來的：一切都存在，而又不存在，因為一切都在流動，都在不斷地變化，不斷地生成和消逝。但是，這種觀點雖然正確地把握了現象的總畫面的一般性質，卻不足以說明構成這幅總畫面的各個細節；而我們要是不知道這些細節，就看不清總畫面。”血液循環的提出之所以被公認是現代醫學開始的標志，一方面因為血液循環概念先知般地給出了一個“細節畫面”，另一方面也因為同時期顯微鏡發現帶來的知識量的井噴，這些知識連同血液循環概念構成了一個更大更詳細的畫面，血液循環概念能夠把這些畫面更好的分類和組織；而中醫的藏象、經絡概念由于其理論的高度抽象性，始終無法使用顯微鏡所發現的海量的細節，因此無法更進一步發展。

2 血液循環概念的成功經驗

2.1 確立了科學研究中的實驗精神

把觀察和實驗結合起來成為事實，并且讓事實停留在“確定性”層面上，擺脫神學和權威的影響。在當時，神學對醫學的干擾很大，如塞爾維特提出心、肺之間的小循環學說，被宗教裁判所視為異端判處火刑；同時，當時特別迷信權威、按照經院哲學模式訓練出來的教授并不親手進行解剖，而只照本宣讀蓋侖的解剖學論述，由助手按他所讀的內容進行解剖。這種場景與科學實驗精神無關，反而是佐證權威、強化權威的一種規訓過程。

2.2 確立“數學論證、模型、假說、驗證”的科學方法

哈維做了這樣一個簡單的計算：已知左心室每分鐘跳動次數乘以心臟跳動時泵出量，這樣得出一小時的泵血量是體重的3倍。這個血量顯然任何器官都無法容納它而不被脹破，只能是循環。“我們不得不稱之為血液循環運動，就好象亞里士多德說空氣和雨在天空中競爭著循環運動一樣。”假說-驗證模式也成為后世醫學研究的“范式”。

2.3 與當時的科技水平、科技思想緊密互動

當時是機械論思想盛行的時期，哈維提出來的就是一個機械模型，把心臟比喻為一個位于中心的“泵”，并與宇宙模型做類比，心臟像太陽一樣位于中心。對存在毛細血管的預測并不是哈維書籍的主要內容；哈維嘗試過用機械論的思想解釋消化系統和運動系統，都以失敗而告終。

3 血液循環概念的局限性

經過四百多年的發展，血液循環概念已經成為新的“先驗思想”，人們已經不再對人體解剖方法有不同的看法，因此，無人意識到血液循環概念在一開始出現時就具有的先天局限性。

3.1 “科學”的形而上

實際上，還原論就是一種“形而上”的思維。恩格斯在反杜林論中說，“在形而上學者看來，事物及其在思想上的反映，即概念，是孤立的、應當逐個地和分別地加以考察的、固定的、僵硬的、一成不變的研究對象”。 1977年恩格爾在評判現代生物醫學模式時使用的“還原論”一詞來自奎因在《經驗論的兩個教條》一文中首次使用的“reductionism”(還原論)；還原論用來指這樣的理論主張：“相信每一個有意義的陳述都等值于某種以指稱直接經驗的名詞為基礎的邏輯構造。”現代醫學的每一個術語都是一個“直接經驗的名詞”，醫學研究的對象往往放在一個“孤立的”環境中，方便研究者能夠“逐個”的研究其變化的過程。

形而上表現為現代醫學的“解剖”與“功能”是分開描述的。現代醫學的解剖實質種類雖然多但依舊可數的，但是功能種類卻不可數，在現代醫學里，描述功能必須基于一個明確的實質。如有一個常見的說法“腎臟的功能是產生尿液”。仔細辨析這句話就會發現：尿液是一種客觀的實質，離開“尿液”這個實質，我們無法描述腎臟的功能。如果想描述腎臟對心臟的影響，只能通過借助某種物質的傳遞來描述，如腎臟內的腎素經過血液循環到達心臟對心肌有某種作用。因此，現代醫學里的“功能”，實際是一種聯系，任意兩種實質之間的聯系。這樣一來，“功能”的種類就很多，因此只能挑重要的來說，比如提到腎臟功能就想到“泌尿功能”，而腎臟各種內分泌的作用往往被忽視。相比較而言，中醫的功能描述，比如“脾主運化”，并沒有依托某一個具體的解剖實質，也沒有局限在某一個具體實質內容內，“運化”只是一種運動特點。

現代醫學以“直接經驗名詞”命名各種解剖結構，用各種結構之間的聯系作為各自的作用機制，即“功能”；并在此基礎上建立了各個器官的生理學，進一步建立了以解剖實質變化為標準的病理學，從而形成了現代醫學的各個分科門類。因此，當前醫療中的一些問題也就必然產生，包括恩格爾所指出的“這一模式假定疾病可以利用可測量的生物學的(身體的) 變量標準的偏離來進行完全的解釋”。在這種認識方式下，現代醫生必然選擇去依賴儀器產生的“精確”數據，而不關心整體情況以及心理、社會因素的影響。

例如，腎動脈狹窄會導致高血壓，但頸動脈狹窄通常不導致高血壓而只是導致頭暈。現代醫學的解釋就是腎內存在腎素，腎動脈狹窄-腎缺血-腎臟內腎素血管緊張素啟動-血壓升高是一個鏈條式反應[6]。實際上，這些鏈條的前后因果性并沒有得到嚴格性的證明。有很多例外的情況，比如外傷性腎臟萎縮并不會導致高血壓，有一些腎炎也不會導致高血壓，這時就無法使用腎素-血管緊張素的反應鏈條來解釋，就選擇另外一個反應鏈條來解釋，而實際上，腎素-血管緊張素的鏈條依舊在工作。由此可以看出，目前的醫學理論只停留在物質層次，以物質的關聯性為解釋疾病的方法。生物學機制是一種生物物質概念的列舉或排列，并不能像數學物理概念一樣可以通過演繹推理發展出來。

對疾病現象進行解釋時，往往找一個特異性物質或者找到某個物質的某一種鏈式反應過程，然后把這個物質的物理量變化作為疾病原因，以及下一步治療的靶點。而實際人體中，物質種類繁多、數以萬計，每一種物質都參與多種鏈式生化反應；現代醫學的解釋只能選擇最主要的一個機制，其他的非主要情況往往被忽略。在找不到特定的生物物質，或者參與的生物物質種類太多時，就無法確定主要路徑，找不到好的治療方案，生物學解釋就變得蒼白而無用。

在以物質作為主要研究對象時，數學在醫學領域的作用就只能限于“數學統計”這一門類，而強調運動、相互關系的數學分析、邏輯推導等學科在生物學醫學領域毫無用武之地。

3.2 以不恰當的方式分割了整體

血液循環誕生的時代，正是機械論盛行的時代[7]。因此，血液循環概念下的人體結構具有機械論的特點，器官劃分以客觀存在的腔隙(或者包膜)作為標準。哈維在提出心血運動論時堅信：“通過器官不同的結構可以推知不同的功能，相應地，相同的器官結構不可能會有不同的功能。”[8]因此，血液循環視角下的器官都有一個客觀腔隙或者都被一個包膜包裹而其他實質組織有明顯界限。而沒有客觀腔隙的都歸為一個器官，比如全身皮膚作為一個器官，深筋膜算作皮膚的一部分，而實際上筋膜和皮膚的生物性質差別非常大，也可以作為一個獨立的器官[9]。

器官要發揮功能必須有活性，即血液在器官內的流動以及器官的新陳代謝，血液和血管的功能也是器官功能的一部分；也就可以說，血液的組織實質和血管組織實質是器官解剖實質的一部分。盡管現代醫學中的器官并沒有明確闡述器官概念是否包含血管+血液，但是存在“心血管系統”“血液系統”這種概念時，在描述器官時必然側重于器官的解剖實質，而非血液+血管+實質這個密不可分的整體。

與中醫對比，二者差別非常明顯。在中醫中，器官實質和藏象是兩個層次的概念，中醫對解剖實質的描述較少，實質臟器的概念通常不使用。中醫常用的是藏象概念，比如腎藏，不是腎臟，功能是“主水主生殖”，也就是腎藏不僅僅包括腎臟實質還包括了睪丸功能。

如果要創造新的人體理論，需要創造一套新的醫學術語，不能使用原有血液循環概念中的術語，也不能使用中醫概念體系中的術語。現代醫學詞語內涵過小、過于偏重解剖實質，而中醫詞語的內涵過大。筆者新造一個“血管體，英文angioholisty”用來作為一個基本的專用詞語，其內涵不同于既往中西醫概念體系中的術語。

4 血管體概念的解釋

隨著科技進步，外科醫生吻合血管的口徑越來越小，因此，出現了一門新的學科——顯微外科。顯微外科醫生致力于將人體自身的某一塊組織移植到另外一個組織區域來修復人體，最常見的缺損是外傷導致的四肢的骨骼和皮膚缺損。針對組織移植的挑戰，1987年澳大利亞解剖學者Taylor等[10]提出了“angiosome”概念。人體皮膚的每一支動脈均有一個明確的供血范圍，分支呈樹形分布，所到之處即稱之為解剖學供區(anatomical territoiy)，有人把angiosome翻譯為“血管區”，顯然“血管區”是一個血液循環概念體系中的解剖學術語。

在angiosome概念之上，把血管+血液+實質組織三者看做一個整體，側重功能，而非解剖邊界，提出一個新概念，中文翻譯為血管體，英文為angioholisty，angio通常用來表示血管，holistic意思為“整體的”，hoslism意思是“整體論”，angioholisty意思是圍繞血管的所有成分的功能整體。在這個原則下，腎臟是一個腎血管體，心臟是一個冠狀動脈血管體，可以按照人體解剖中血管的名稱命名出大大小小的血管體。

血管體概念有以下幾個特點：(1)整體性：血管搏動+血液組織的交換+器官實質組織作為一個整體，血液也可以看作血管體與外界聯系的一個介質。血管體概念比中醫的藏象概念要更小、偏實質，而比原來的解剖實質概念要大、偏功能。(2)動態性：血管體是一個血液不停由動脈進入同時由靜脈流出，同時進行新陳代謝物質交換的整體，觀察這個整體不能是物質的絕對數量而是差值，包括差值的變化以及差值的比例值，比如氧氣在入(動脈)和出(靜脈)之間含量的差值。(3)同質性和異質性：所有血管體都有一些共同的參數，比如含血量、耗氧量等等，都是同一種性質，叫同質性。在血液循環概念下，各個器官只有各自的個性化標準，比如肝臟的指標是轉氨酶的數值，腎臟功能的指標是尿素的含量，這就是異質性。在血管體概念中，各自個性化指標依舊可以使用，但多了一項 “差”指標，比如血流量差、耗氧量差，比如肝血管體出入時氧含量的差值，血糖的差值等等，用“差值”來表述功能。(4)聯系性：血液循環概念下血管+血液是一個獨立的心血管系統，神經也是一個獨立的系統。而在血管體視角下，血液循環和神經一樣都是一種連接結構，而具體的血管結構特點、血液信號特點和神經信號特點則是一種連接的方法和種類。以藥物偉哥(西地那非)為例，偉哥能夠治療肺動脈高壓和陽痿，那么肺和陰莖這兩個部位就有了一種連接，雖然這種連接的具體結構內容是什么還有很多未知，但是對同一種外界刺激(可以是藥物，也可以是其他方式比如針灸)的同一類反應，就是一種連接結構存在的外在表現。(5)生成性：由受精卵發育到胎兒，可以看做是受精后的復雜系統的一個演化過程。既往胚胎學研究都以器官發育為主題進行研究。胚胎血管有兩種發育行為，一個血管新生和血管發生，血管發生與神經發育是并行伴行的。可以把人體看做先發育為一個個微小的血管體島，這些島在胚胎發育兩個月后開始新生為各個人體器官，也就是說這些血管體在胚胎早期就已經各就各位；所以，我們可以通過成人的血管體位置反向推斷其早期血管島的位置以及基因表達特征。同樣，在成人后的人體必然遺留早期血管體發育過程的一些痕跡，這些痕跡可以表現為某種連接性，這種連接性就是偉哥能夠治療陽痿和肺動脈高壓的原理。

5 “血管體”與當前科技前沿技術的關系

使用血管體概念去理解人體，為當前各個新興技術的應用提供了巨大的空間，其中兩門學科可能關系最大。

5.1 光聲成像技術

光聲成像是近20年來新興的一門技術，主要利用光聲效應來成像。短脈沖光源作為激發源照射生物組織，生物組織吸收光能以后產生光致超聲信號，攜帶組織光學吸收信息的超聲信號被接收后，利用成像算法反演出生物組織吸收結構的可視化圖像。光聲成像技術可以通過直接測量血紅蛋白含量、紅細胞流動速度可實現對血氧飽和度、血液流速、力學參數等的成像和數據化。在當前技術狀態下，光聲成像設備已經能夠辨認出人體的血管體并進行血管體“差值”的測量。隨著這個技術的進一步發展，把人體按照血管體來劃分并進行血管體之間的數據運算就可以成為現實。或許將來醫生想知道肝功的數值并不需要抽血，而只需要對肝臟進行無創的光聲成像即可，甚至更進一步，通過體表的血管成像來全面了解內臟的生理狀態[11]。

5.2 復雜系統科學

當前系統生物學比較成熟的是生物網絡研究：基因調控網絡、化學反應網絡、蛋白質相互作用網絡，研究者借助組分之間的相互連接并構建一個靜態的路線圖，從而進一步研究在動態時形成的交通流以及控制方法[12]。

使用復雜網絡技術也可以構建一個人體血管體網絡，研究內容可以包括：(1)血管體系統的結構和層次：血管體分為幾個層次，以多大口徑血管或者以什么樣的標準來劃分層次，各個層次血管體之間相互作用的生物學機制及其對應的網絡的拓撲結構是什么。(2)動力學研究：比如血管體節律是什么。(3)控制：人類精神意志如何控制血管體，藥物如何控制血管體，針灸如何控制血管體。(4)生成機理：受精卵是如何發生為一個血管體早期島，即將基因網絡與血管體網絡結合起來。

6 總結

血管區(angiosome)概念最早由皮瓣外科醫生提出，是因為顯微外科學者需要描述復雜組織塊的游離移植。其他醫學學科并不面臨這個臨床問題，對血管區不熟悉，甚至認為血管區的概念沒有價值。這種情形也同樣出現在血液循環發現前的那些醫生身上(比如上文提到的費爾納爾)和現今的某些中醫醫生身上，他們認為當前對人體解剖和功能認識都已經定型，已經非常正確，只需要做一些微末的補充即可，沒有必要再繼續思考人體認識的方法問題了。現實中，除了外科醫師偶爾在本專業報道幾例解剖變異之外，人體大體解剖結構研究領域很少再有論文發表。當前醫學的研究重點是在分子層面，比如蛋白質研究、基因研究等等。那么，今天醫學界瘋狂地尋找各種疾病的特異性分子與幾百年前醫生有關靈氣性質的辯論，在思維認識方法上有區別嗎？

由“血管區”到“血管體(angioholisty)”是一次思維跨越。“血管體”并不難以理解，在古代樸素唯物主義時代，各國的古代醫學提出了多種人體結構理論，比如中醫的藏象、氣血營衛等學說，都是把觀察到的解剖實質、血管、血液三者看做一個整體。“血管體”是人類對人體結構的最早的直覺認識。哈維提出的血液循環是對人類早期直覺認識的一次否定，而血管體視角是對血液循環理論的一次否定。從古代醫學的器官到血液循環視角下的器官再到血管體，也是一次否定之否定的認識過程。

相比于血液循環概念的成熟，現在血管體視角非常稚嫩，沒有成熟的臨床應用。血管體和血液循環概念類似不同的眼鏡；血液循環“眼鏡”雖然很強大，能夠觀察到很多細節，但血管體“眼鏡”會給人類呈現一個全新世界，更重要的是，人類要有更換“眼鏡”的能力，不能讓“眼鏡”局限了視野。